(57)【要約】【課題】光記録媒体と近接場光照射部との傾き（スキュー）を容易に検出することが可能な光記録再生装置、光記録再生方法及びスキュー検出方法を提供する。【解決手段】光源２０からの光を、光記録媒体１０に近接場光照射部２６により近接場光として照射して記録及び／又は再生が行われる光記録再生装置であって、光記録媒体１０からの戻り光を分割して検出する受光部２８と、この受光部２８の分割した検出信号から生成した複数のギャップ検出信号により、光記録媒体と近接場光照射部との相対的な傾きが検出される制御部２９と、制御部２９において検出された傾きに対応して、少なくとも近接場光照射部２６の傾きを補正する駆動信号を駆動部３１に出力する駆動制御部３０とを有する構成とする。分割した複数のギャップ検出信号の差分から、容易に近接場光照射部２６の傾きを検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射して記録及び／又は再生が行われる光記録再生装置であって、
光を出射する光源と、
上記光源から出射された光を光記録媒体に近接場光として照射する近接場光照射部と、
上記光記録媒体からの戻り光を受光して検出する第１の受光部と、
上記近接場光照射部からの戻り光を受光して検出する第２の受光部と、
上記第２の受光部の分割した検出信号から生成した複数のギャップ検出信号により、上記光記録媒体と上記近接場光照射部との相対的な傾きが検出される制御部と、
上記制御部において検出された傾きに対応して、少なくとも上記近接場光照射部の傾きを補正する駆動信号を駆動部に出力する駆動制御部と、を有する
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項２】
上記光源からの光を複数の光束に分離する分離光学素子を備え、この分離光学素子によって分離された少なくとも１つの光が上記光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として上記光記録媒体に向かって照射されることを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
【請求項３】
上記光源が２つ以上設けられ、
少なくとも上記光源のうち１つの光源から出射される光が、上記光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として上記光記録媒体に向かって照射されることを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
【請求項４】
上記第２の受光部は入射される光を受光する複数に分割された受光面を有し、この分割された受光面からそれぞれ検出信号を出力することを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
【請求項５】
上記近接場光照射部はソリッドイマージョンレンズであることを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
【請求項６】
上記光記録再生装置は、上記光記録媒体と上記近接場光照射部からの戻り光を分離して、上記光記録媒体からの戻り光を上記第１の受光部に受光させ、上記近接場光照射部からの戻り光を上記第２の受光部に受光させる光分離部を備えて成ることを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
【請求項７】
光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射して記録及び／又は再生を行う光学ヘッドであって、
光を出射する光源と、
上記光源から出射された光を光記録媒体に近接場光として照射する近接場光照射部と、
上記光記録媒体からの戻り光を受光して検出する第1の受光部と、
上記近接場光照射部からの戻り光を受光して検出する第２の受光部と、
上記第２の受光部の分割した検出信号から生成した複数のギャップ検出信号により検出された上記光記録媒体と上記近接場光照射部との相対的な傾きに対応して、少なくとも上記近接場光照射部の傾きを補正する駆動信号を駆動部に出力する駆動制御部と、を有する
ことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項８】
上記光源からの光を複数の光束に分離する分離光学素子を備え、この分離光学素子によって分離された少なくとも１つの光が上記光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として上記光記録媒体に向かって照射されることを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド。
【請求項９】
上記光源が２つ以上設けられ、
少なくとも上記光源のうち１つの光源から出射される光が、上記光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として上記光記録媒体に向かって照射されることを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
上記第２の受光部は入射される光を受光する複数に分割された受光面を有し、この分割された受光面からそれぞれ検出信号を出力することを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド。
【請求項１１】
上記近接場光照射部はソリッドイマージョンレンズであることを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド。
【請求項１２】
上記光学ヘッドは、上記光記録媒体と上記近接場光照射部からの戻り光を分離して、上記光記録媒体からの戻り光を上記第１の受光部に受光させ、上記近接場光照射部からの戻り光を上記第２の受光部に受光させる光分離部を備えて成ることを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド。
【請求項１３】
光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生方法であって、
上記近接場光照射部からの戻り光を分割して複数のギャップ検出信号を得て、
上記複数のギャップ検出信号の差分から、上記光記録媒体と上記近接場光照射部との相対的な傾きを検出する
ことを特徴とする光記録再生方法。
【請求項１４】
上記光記録媒体は、記録面上に少なくとも光透過性材料より成る保護層が設けられる構成とされた
ことを特徴とする請求項１３記載の光記録再生方法。
【請求項１５】
光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射し、
上記近接場光照射部からの戻り光を分割して複数のギャップ検出信号を得て、
上記複数のギャップ検出信号の差分から、上記光記録媒体と上記近接場光照射部との相対的な傾きを検出する
ことを特徴とするスキュー検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を照射して記録及び／又は再生を行う光記録媒体を用いる場合に好適な光記録再生装置、光記録再生方法及びスキュー検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に代表される光（もしくは光磁気）記録媒体は、音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の格納媒体として広く利用されている。これらの光記録媒体を記録再生するシステムでは、対物レンズが非接触で光記録媒体の表面と対向し、光記録媒体の記録面に形成された微少な凹凸や相変化材料の反射率変化構造、また光磁気記録方式の場合はカー回転角の変化する磁気ドメイン構造を検出して微少な記録マークを読み取っている。
近年、このような光記録媒体において、益々大容量化、高記録密度化が望まれていることから、より小さい記録マークを光記録媒体に形成し、それを高い解像度をもって読み出す技術が検討されている。
【０００３】
光記録媒体上に照射される光のスポットの大きさは、照射する光の波長をλ、光記録媒体上にこの光を集光する集光レンズの開口数をＮＡとすると、およそλ／ＮＡで与えられ、解像度もこの値に比例する。開口数ＮＡは、
ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθ
である。ここで、ｎは媒質の屈折率、θは対物レンズの周辺光線の入射角度である。媒質が空気である以上ＮＡは１を超えることができず、解像度に限界がある。このため、光記録再生装置では、その光源、例えば半導体レーザの短波長化や、集光レンズの開口数の増大化が図られている。
これに対し、１より大きい開口数を達成する手法として、エバネッセント波、すなわち界面から指数関数的に減衰する光を用いるいわゆるニアフィールド（近接場）光記録再生方式が提案されている。このニアフィールド光記録再生方式においては、集光レンズと光記録媒体の表面との間隙を非常に小さくする必要がある。
【０００４】
光記録媒体に近接場光を照射して記録再生を行う手法として、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）を用いた光記録再生方法が提案されている（例えば特許文献１、非特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ＳＩＬなどの近接場光照射部を用いてニアフィールド光記録及び／又は再生を行う光記録媒体として、例えば図１２にその一例の概略断面構成図を示すように、ガラスやポリカーボネート（ＰＣ）等より成る基板１上に、Ａｌ等より成る反射膜２、ＳｉＯ２等より成る誘電体層３、ＧｅＳｂＴｅ等より成る相変化材料層４、ＳｉＯ２等より成る誘電体層５が順次積層形成された構造の相変化記録型の光記録媒体１０や、または、図１３にその一例の概略断面構成図を示すように、ガラスやＰＣ等より成る基板１上に、記録情報に対応した凹凸ピットが形成され、その上にＡｌ等より成る反射層２が形成された再生専用型の光記録媒体１０などが提案されている（例えば非特許文献２及び３参照。）。
図１２及び図１３においては、光記録媒体１０の表面にＳＩＬ等より成る近接場光照射部２６を微小な間隔をもって対向させて入射光Ｌｉを照射した状態を示す。
【０００６】
ところで、このようなＳＩＬ等の近接場光照射部を用いる場合、その表面と光記録媒体の表面との間の間隔、いわゆるギャップは、照射する光の波長の１０分の１以下が望ましいということが報告されている（例えば非特許文献４参照。）。
このため、光の波長が短い場合には光記録媒体の表面と近接場光照射部の表面とが極めて微小な間隔を空けただけで配置されることになる。そして、光記録媒体の表面にＳＩＬ等の近接場光照射部が衝突する可能性が高くなり、衝突した場合には光記録媒体の情報が記録されている部分に傷が生じる恐れがある。このような不都合を抑制ないしは回避するために、図１４にその一例の概略断面構成を示すように、光記録媒体１０の情報記録面の最表面に、厚さ１μｍ程度以上の保護層８を設ける構成が提案されている（例えば非特許文献５参照。）。図１４において、図１２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【０００７】
この場合、図１４に示すように、近接場光照射部２６によって照射される光の焦点位置は、保護層８を通して記録再生層、図示の例では相変化材料層４の表面上となるように設定される。また、光記録媒体１０の保護層８の表面とＳＩＬ等より成る近接場光照射部２６の表面との間の間隔は、この場合においても照射する光の波長の１０分の１程度以下とする必要がある。
【０００８】
一方、ＳＩＬの先端を円錐形状とすることによって、光記録媒体の表面との傾きマージンを確保する構成が提案されている（例えば非特許文献６参照。）。
この場合は、図１５にその一例の概略断面構成図を示すように、直径Ｄが例えば４０μｍ程度の平坦な表面を残して円錐状にＳＩＬの先端部を加工している。このような先端形状とすることによって、ＳＩＬの表面と光記録媒体１０の表面の間の傾きに対してマージンを確保することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１８９７９６号公開公報
【非特許文献１】I. Ichimura et al., “Near-Field Phase-Change Optical Recording of 1.36 Numerical Aperture”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.39, pp.962-967(2000)
【非特許文献２】M. Shinoda et al., “High Density Near-Field Optical Disc Recording”, Digest of ISOM2004, We-E-03
【非特許文献３】M. Furuki et al., “Progress in Electron Beam Mastering of 100Gb/inch2 Density Disc”, Japanese Journal of Applied Physics Vol.43, pp.5044-5046(2004)
【非特許文献４】K. Saito et al., “A Simulation of Magneto-Optical Signals in Near-Field Recording”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.38, pp.6743-6749(1999)
【非特許文献５】C. A. Verschuren et al., “Towards cover-layer incident read-out of a dual-layer disc with a NA=1.5 solid immersion lens”, Digest of ISOM2004, We-E-05
【非特許文献６】M. Shinoda, “High-Density Near-Field Readout over 50GB Capacity Using Solid Immersion Lens with High Refractive Index”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.42, pp.1101-1104(2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記非特許文献４に記載されているように、近接場光照射部と光記録媒体の表面との間のギャップは、照射する光の波長の１０分の１程度以下とすることが望ましく、照射する光として例えば波長４０５ｎｍの光を用いる場合は、図１５に示す近接場光照射部２６と光記録媒体１０の表面との間の距離、いわゆるギャップｇはおよそ２０ｎｍ程度と極めて微小な空隙となる。
したがって、この場合ＳＩＬより成る近接場光照射部と光記録媒体との傾きの許容量は、
２０（ｎｍ）×２／４０（μｍ）×１８０／π≒０．０５７（度）
となり、極めて小さい傾きマージンしか得られないことがわかる。
【００１１】
一般に、ＣＤでは傾きマージンは±１度程度、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）においては、±０．６度程度の傾きマージンをもたせている。つまり、ニアフィールド光記録再生方式においては傾きマージンが極めて小さいことがわかる。
このため、光記録媒体の傾きやそりがある場合、また対物レンズ駆動時の僅かな傾きによってもＳＩＬと光記録媒体の表面が接触してしまう可能性がある。
【００１２】
以上の問題に鑑みて、本発明は、光記録媒体と近接場光照射部との傾き（スキュー）を容易に検出することが可能な光記録再生装置、光学ヘッド、光記録再生方法及びスキュー検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射して記録及び／又は再生が行われる光記録再生装置であって、光を出射する光源と、この光源から出射された光を光記録媒体に近接場光として照射する近接場光照射部と、光記録媒体からの戻り光を受光して検出する第１の受光部と、近接場光照射部からの戻り光を受光して検出する第２の受光部と、第２の受光部の分割した検出信号から生成した複数のギャップ検出信号により、上記光記録媒体と上記近接場光照射部との相対的な傾きが検出される制御部と、制御部において検出された傾きに対応して、少なくとも上記近接場光照射部の傾きを補正する駆動信号を駆動部に出力する駆動制御部と、を有する構成とする。
また、本発明は、上述の光記録再生装置において、光源からの光を複数の光束に分離する分離光学素子を備え、この分離光学素子によって分離された少なくとも１つの光が光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として光記録媒体に向かって照射される構成とする。
更に、本発明は、上述の光記録再生装置において、光源を２つ以上設け、少なくともこれら光源のうち１つの光源から出射される光が、光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として光記録媒体に向かって照射される構成とする。
【００１４】
また、本発明は、光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射して記録及び／又は再生を行う光学ヘッドであって、光を出射する光源と、光源から出射された光を光記録媒体に近接場光として照射する近接場光照射部と、光記録媒体からの戻り光を受光して検出する第１の受光部と、近接場光照射部からの戻り光を受光して検出する第２の受光部と、第２の受光部の分割した検出信号から生成した複数のギャップ検出信号により検出された光記録媒体と近接場光照射部との相対的な傾きに対応して、少なくとも近接場光照射部の傾きを補正する駆動信号を駆動部に出力する駆動制御部と、を有する構成とする。
また、本発明は、光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生方法であって、近接場光照射部からの戻り光を分割して複数のギャップ検出信号を得て、複数のギャップ検出信号の差分から、光記録媒体と近接場光照射部との相対的な傾きを検出する。
更に、本発明によるスキュー検出方法は、光源からの光を、光記録媒体に近接場光照射部により近接場光として照射し、近接場光照射部からの戻り光を分割して複数のギャップ検出信号を得て、複数のギャップ検出信号の差分から、光記録媒体と近接場光照射部との相対的な傾きを検出する。
【００１５】
上述したように、本発明においては、光記録媒体に近接場光として光を照射して記録及び／又は再生を行うにあたって、近接場光照射部からの戻り光を分割して複数のギャップ検出信号を得るものである。このように、戻り光を分割するには受光面積をある程度必要とするが、例えば表面に保護層を有する光記録媒体を用いるか、或いはホログラム素子などの分離光学素子を用いるとか、若しくは２つ以上の光源を用いて、近接場照射する光のうち少なくとも１つを、光記録媒体の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として光記録媒体に照射する構成とすることによって、容易に受光面積を確保することができる。
分割した複数のギャップ検出信号の差分を求めることによって、比較的簡易な装置構成で近接場光照射部と光記録媒体の表面との傾き（スキュー）を精度良く検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光記録再生装置、光学ヘッド、光記録再生方法及びスキュー検出方法によれば、比較的簡易な装置構成で近接場光照射部と光記録媒体の表面との傾き（スキュー）を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図１は、本発明による光記録再生装置（光学ヘッドを含む）の一実施形態例の概略構成図を示す。図１に示すように、この光記録再生装置においては、半導体レーザを用いて構成される光源２０、コリメータレンズ２１、ビームスプリッタ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、光学レンズ２５及びＳＩＬ等より成る近接場光照射部２６が、この順に光源２０から出射される光の光軸上に配置される。そして、偏光ビームスプリッタ２３によって反射される光の光路上に第１の受光部２７が、またビームスプリッタ２２によって反射される光の光路上に第２の受光部２８が配置される。
【００１８】
このような構成の光記録再生装置において、光源２０から出射された光はコリメータレンズ２１により平行光とされてビームスプリッタ２２、偏光ビームスプリッタ２３を通過した後、１／４波長板２４により位相を波長の４分の１進められて光学レンズ２５、近接場光照射部２６によって光記録媒体１０の記録面に近接場光として照射される。
光記録媒体１０によって反射された戻り光は、近接場光照射部２６、光学レンズ２５、１／４波長板２４を介して偏光ビームスプリッタ２３に入射される。ここで、光記録媒体１０からの戻り光は１／４波長板２４を往路及び復路において通過して位相を波長の２分の１進められているため、偏光ビームスプリッタ２３によって反射されて、第１の受光部２７において受光される。
一方、近接場光照射部２６からの戻り光、すなわちこの場合光記録媒体１０と対向するＳＩＬの端面で全反射される戻り光は、ＳＩＬの端面において反射される際に偏光方向が僅かながら回転するため、偏光ビームスプリッタ２３を透過してビームスプリッタ２２により反射されて、第２の受光部２８において受光される。
すなわち図１に示す例においては、偏光ビームスプリッタ２３及びビームスプリッタ２２によって光分離部３５を構成し、光記録媒体１０と近接場光照射部２６からの戻り光を分離して、光記録媒体１０からの戻り光を偏光ビームスプリッタ２３により分離して第１の受光部に受光させ、近接場光照射部の端面からの戻り光をビームスプリッタ２２により反射して第２の受光部に受光させる構成とする。
【００１９】
図１に示す光記録再生装置においては、第１の受光部２７において光記録媒体１０の記録面に記録された情報が検出される。一方、第２の受光部２８においては、後述するように光記録媒体１０と対向する近接場光照射部２６の光記録媒体１０との距離によって変化する全反射戻り光が検出される。したがって、この第２の受光部２８において検出した戻り光量により、光記録媒体１０の表面とＳＩＬ等の近接場光照射部２６の端面との距離、いわゆるギャップを検出することができる。
【００２０】
ここで、図１６Ａ及び１６Ｂを参照して、近接場光を用いて記録及び／又は再生を行う光記録媒体１０に対する近接場光照射部２６と光記録媒体１０とのギャップｇの検出の原理について説明する。図１６Ａは、光記録媒体１０と近接場光照射部２６の光記録媒体側の端面とのギャップｇを示す概略構成図であり、図１６Ｂはギャップに対する全反射戻り光量の変化を示す図である。
【００２１】
近接場光照射部２６と光記録媒体１０との間隔（ギャップ）が、一般に、入射光の波長の１／４以下とされる近接場光が生じる距離以上である場合、すなわち図１６Ｂにおいて破線矢印Ｆｆで示すファーフィールド領域では、近接場光照射部２６の端面で全反射を起こす角度で入射した光は、この端面において入射光は全反射するので、図１６Ｂに示すように、戻り光量Ｌｒは常に一定である。
【００２２】
一方、近接場光照射部２６と光記録媒体１０とのギャップが、入射光の波長λの略１／４以下となり、近接場光が生じる距離以下となるときは、近接場光照射部２６の端面から、全反射する角度で入射した光の一部が浸みだしてくるので、戻り光量Ｌｒは減少する。そして、近接場光照射部２６と光記録媒体１０が接触するところ（すなわちギャップが０の位置）で、光記録媒体１０に入射光の全てを透過してしまうので、戻り光量Ｌｒはゼロになる。
【００２３】
このような近接場光を生じるギャップ領域における戻り光量の変化は、図１６Ｂにおいて破線矢印Ｆｎで示すニアフィールドの領域で生じ、ギャップが略λ／４の位置から光記録媒体に近づくにつれて緩やかに戻り光量は減少し始め、中間部分では略線形に減少し、更に光記録媒体表面に近づいた領域では再び緩やかに漸減する曲線が得られる。
そこで、この全反射戻り光量がギャップ長に対して一定範囲で略線形に変化することを利用して、近接場光照射部２６と光記録媒体１０との間のギャップを戻り光量から検出することができる。
【００２４】
そして、本発明においては、上述の第２の受光部２８において検出される戻り光を、図１において２８Ｓａ、２８Ｓｂ、２８Ｓｃ及び２８Ｓｄとして示すように、例えば４分割した受光部においてそれぞれ検出する構成とする。
ここで、各受光部２８Ｓａ〜２８Ｓｄにおいて検出された信号をそれぞれＧＥＳ１１、ＧＥＳ１２、ＧＥＳ２１、ＧＥＳ２２とすると、これらを加算した信号ＧＥＳ、すなわち
ＧＥＳ＝ＧＥＳ１１＋ＧＥＳ１２＋ＧＥＳ２１＋ＧＥＳ２２
で表される信号は、ギャップエラー信号となる。
【００２５】
図２に、ギャップに対するこのギャップエラー信号量の変化を示す。ギャップ目標値ｇに対して、サーボ等による制御基準値Ｓを設定して、上述のＧＥＳとの差分からギャップ制御量を求めることができる。
【００２６】
光記録媒体１０に対するＳＩＬ等の近接場光照射部２６のギャップ（間隔）を制御するには、このギャップエラー信号をもとに、例えば制御部２９において上述したギャップ基準値との差分からギャップエラー量を計算し、駆動制御部３０から２軸アクチュエータ等よりなる駆動部３１にギャップ制御信号Ｓｇを出力してギャップ制御を行うことができる。
なお、図示しないが第１の受光部２７からの情報信号をもとに、同様に制御部２９においてトラッキング制御信号を生成して、駆動制御部３０からトラッキング制御信号Ｓｔを駆動部３１に同様に出力することにより、トラッキング制御を行うことができる。
【００２７】
ギャップ制御方法については、例えば「T. Ishimoto et al., “Gap Servo System for a Biaxial Device Using an Optical Gap Signal in a Near Field Readout System”, Japanese Journal Applied Physics, Vol.42, pp2719-2724(2003)」（以下論文１と記す）に記載されているように、２軸アクチュエータを利用して、ファーフィールドからニアフィールドへのギャップ制御を段階的に行う方法など、種々の制御方法を利用することができる。
【００２８】
そして、本発明の光記録再生装置においては、上述の例えば４分割した信号の差分をとることによって、近接場光照射部２６と光記録媒体１０の表面との傾き（スキュー）を検出する。
図１において、光記録媒体１０が例えばディスク状記録媒体とされる場合、第２の受光部２８に対して矢印ｒをラジアル方向（半径方向）とし、これと直交する矢印ｔをタンジェンシャル方向（記録トラックの接線方向）とすると、ラジアル方向のスキューエラー信号は、
ＧＥＳ（ｒ）＝ＧＥＳ１１＋ＧＥＳ１２−（ＧＥＳ２１＋ＧＥＳ２２）
で求められる。また、タンジェンシャル方向のスキューエラー信号は、
ＧＥＳ（ｔ）＝ＧＥＳ１１＋ＧＥＳ２２−（ＧＥＳ１２＋ＧＥＳ２１）
で求められ、これらの結果をもとに制御部２９でスキューエラー信号が生成されて、駆動制御部３０から、それぞれラジアル方向の傾き制御信号Ｓｒｓ、タンジェンシャル方向の傾き制御信号Ｓｔｓを駆動部３１に出力して、傾きを補正することができる。
【００２９】
近接場光照射部２６が光記録媒体１０に対して傾いていない場合は、図３に、第２の受光部２８において検出された受光量の一例を示すように、周辺部は一様な光量であり、中心からほぼ点対称な分布となることがわかる。図３は、ギャップが２０ｎｍの場合を示す。
【００３０】
これに対し、図４に概略断面構成図を示すように、近接場光照射部２６であるＳＩＬの光記録媒体１０と対向する端面と、光記録媒体１０の表面とに傾きが生じている場合を考える。この例においては、光記録媒体１０の表面に屈折率がｎの保護層８が、図示しないが凹凸ピットや、相変化材料層上の記録マークが形成された記録面９の上に、厚さｔとして形成された例を示す。この場合、光記録媒体１０の表面での光スポット径ｗは広がりをもった状態で照射されている。
【００３１】
この場合の図１に示す第２の受光部２８上の戻り光の分布の一例を図５に示す。集光される光の周辺光、すなわち図４において矢印ＬｉＡ、ＬｉＢで示す周辺光は、ＳＩＬ等の近接場光照射部２６と光記録媒体１０の表面とのギャップが異なっているので、図５に示すように、分布に偏りが生じており、この場合図４の矢印ＬｉＢで示す光記録媒体１０の表面から離間している側の周辺光の戻り光強度が強いことがわかる。
ここで、受光部の検出領域が４分割されている上述の図１に示す例において、
ＧＥＳ１＝ＧＥＳ１１＋ＧＥＳ１２
ＧＥＳ２＝ＧＥＳ２１＋ＧＥＳ２２
としたときの、ギャップｇすなわちＳＩＬの端面中心位置と光記録媒体１０の表面との距離に対するそれぞれのギャップエラー信号量の変化の一例を図６に示す。
近接場光照射部２６の傾きにより、これら信号量が横軸方向にシフトしていることがわかる。
【００３２】
このように、分割した検出信号の差がなくなるように、すなわち傾き信号（＝ＧＥＳ１−ＧＥＳ２）を０とするように制御を行い、ＳＩＬ等の近接場光照射部２６を逆向きに傾けることによって、近接場光照射部２６を光記録媒体１０に対し平行にすることが可能である。
ここで、光記録媒体１０の保護層８の厚さをｔ、屈折率をｎとし、また近接場光照射部２６を含む集光光学系の開口数をＮＡとすると、上述の図４に示す光記録媒体１０の表面でのスポット径ｗは、
ｗ＝２ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））・・・      （１）
で表される。また光記録媒体１０と近接場光照射部２６との傾きをθとすると、図４に示す周辺光ＬｉＡ、ＬｉＢのギャップの差ｄは、
ｄ=θ×ｗ      ・・・（２）
となる。
【００３３】
ギャップ制御方法として、例えば上記論文１に示す制御方法による場合、ギャップサーボによる取り残り量、すなわちサーボで取りきれないギャップの変動量δ（ピーク−ピーク値）は、
δ＝２ｎｍ      ・・・（３）
程度である。したがって、近接場光照射部２６、この場合ＳＩＬの傾き制御の取り残り量もおよそ、
θｒｅｓ＝ｔａｎ−１（δ／ｗ）≒δ／ｗ      ・・・（４）
程度となる。
【００３４】
一方、ギャップｇは、前述の非特許文献５より、使用する波長の１０分の１程度、例えば２０ｎｍ程度に設定される。ここで、近接場光照射部２６としてＳＩＬを用い、その光記録媒体１０と対向する端面の直径をＤとすると、許される傾きの最大角度は、
ｔａｎ−１（２ｇ／Ｄ）≒２ｇ／Ｄ      ・・（５）
となる。
傾き制御の取り残り分で、近接場光照射部２６が光記録媒体１０に衝突しないためには、
２ｇ／Ｄ＞δ／ｗ      ・・・（６）
である必要がある。
以上の結果から、光記録媒体１０の表面に形成する保護層８の厚さとしては、下記の数１に示す条件が必要となることがわかる。
【００３５】
【数１】
2006344351.tif 000003
【００３６】
例えば、集光光学系の開口数ＮＡが１．７、光記録媒体１０の表面に設ける保護層８の屈折率ｎが１．８の場合は、その厚さｔとしては、１７４ｎｍ程度以上必要であることがわかる。
【００３７】
一方、光記録媒体１０の表面の保護層８がこれより薄い場合でも、以下に示す方法によって、同様に傾きを検出することが可能である。
すなわち、図７及び図８に示すように、ギャップエラー検出に用いる光の焦点位置が、光記録媒体１０の記録面９に対して前後方向の少なくとも一方にある程度以上ずれていれば、同様に、近接場光照射部２６と光記録媒体１０との衝突を回避した傾き制御を行うことができる。図７及び図８において、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３８】
図７においては、記録及び／又は再生用の入射光Ｌｉに対して、ギャップ検出用の矢印Ｌｇで示す光が、光記録媒体１０の記録面９に対して前方の光記録媒体１０側、この場合基板１の内部に焦点面を有する光として照射される場合、図８においては、ギャップ検出用の光Ｌｇが、光記録媒体１０の記録面９に対して後方の近接場光照射部２６の内部に焦点面を有する光として照射される場合をそれぞれ示す。
このように、記録面９に対して前後方向の少なくとも一方にずらした位置に焦点面を有する光として照射することによって、同様に、ギャップの差分から光記録媒体１０と近接場光照射部２６との傾きを検出して、これらの衝突を回避することができる。
【００３９】
このような構成の光記録再生装置の一例の概略構成図を図９に示す。図９において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図９においては、コリメータレンズ２１と偏光ビームスプリッタ２２との間に、光源２０から出射される光を分離する分離光学素子３２を配置する例を示す。
この分離光学素子３２としては、回折格子、ホログラム素子等を用いることができる。図１０にホログラム素子を分離光学素子３２として用いる場合の一例の概略平面構成図を示す。
【００４０】
このように、ホログラム素子等の分離光学素子３２によって光を分離すると、その焦点面は、図９に示すように、光記録媒体１の記録面（図９においては光記録媒体１０の表面を示す。）に対して前後方向の少なくとも一方にずれた位置となる。
このとき、第１及び第２の受光部２７及び２８においては、それぞれ光記録媒体１０の記録面からの信号と、分離光学素子３２による分離方向に焦点面のずれた光の戻り光量が例えば両脇に検出される。図９においては、それぞれ検出する場合の受光部の配置例を示す。例えば第１の受光部２７において、記録及び／又は再生用の戻り光を中心の受光部２７Ｓで検出し、両脇の受光部２７Ｓ１、２７Ｓ２で検出される信号は、例えばトラッキング制御用、或いはギャップ制御用として利用してもよい。
また、第２の受光部２８においては、光軸中心からずれた片側の比較的広い領域の受光部２８Ｓａ〜２８Ｓｄで上述したようなギャップの差分の検出を行い、光軸中心すなわち中央の受光部２８Ｓ１と、受光部２８Ｓａ〜２８Ｓｄとは反対側の受光部２８Ｓ２で検出される信号は、例えばギャップ制御用として利用してもよい。
図９においては、偏光ビームスプリッタ２３及びビームスプリッタ２２と第１及び第２の受光部２７及び２８との間に光学レンズ３３及び３４を配置した例を示す。
【００４１】
また、図１１に示すように、２つの光源２０及び４０を用いて、記録及び／又は再生用の光とギャップエラーを検出する光とを近接場光照射部２６により光記録媒体１０に照射する構成とすることもできる。図１１において、図９と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、光源２０及び４０から出射されて光は、光路合成部４１において合成されて、コリメータレンズ２１に入射される構成とする。光路合成部４１と各光源２０、４０との間隔を異ならせることによって、一方の光源２０から出射される光を光記録媒体１０の記録面に焦点面を有する光とし、他方の光源４０から出射される光を光記録媒体１０の記録面に対して前後方向の少なくとも一方にずれた位置に焦点面を有する光としてそれぞれ照射することができる。
【００４２】
そしてこの場合、第１及び第２の受光部２７及び２８においては、それぞれ光記録媒体１０の記録面からの信号と、焦点面のずれた光の戻り光量が検出される。図１１においては、それぞれ検出する場合の受光部の配置例を示す。例えば第１の受光部２７において、記録及び／又は再生用の戻り光を中央の受光部２７Ｓで検出し、片側の受光部２７Ｓ１で検出される信号は、例えばトラッキング制御用、或いはギャップ制御用として利用してもよい。
また、第２の受光部２８においては、一方の比較的広い領域の受光部２８Ｓａ〜２８Ｓｄで上述したようなギャップの差分の検出を行い、他方の受光部２８Ｓ１で検出される信号は、例えばギャップ制御用として利用してもよい。
【００４３】
このような図９及び図１１に示す構成の光記録再生装置によって、上述の保護層を設ける光記録媒体に対するスキュー検出を行う場合と同様に、光記録媒体１０と近接場光照射部２６との傾きを精度良く検出して、これらの衝突を回避することができる。
【００４４】
なお、ＳＩＬ等の近接場光照射部２６の傾きを制御するためには、例えば「T. Kawasaki et al., “Radial tilt and tangential tilt servo using four-axis actuator”, Digest of ISOM2004, Th-J-02）」に記載されているように、４軸すなわちトラッキング方向、フォーカス（ギャップ）方向、タンジェンシャル傾き方向、ラジアル傾き方向に可動範囲を有する４軸アクチュエータを用いる方法を利用することができる。または、上記論文１に記載されているように、２軸アクチュエータを、タンジェンシャル傾き方向及びラジアル傾き方向の自動調整が可能な可動ブロックに載置する方法などを用いることができる。
【００４５】
光記録媒体１０の記録及び／又は再生中に、ＳＩＬ等の近接場光照射部２６と光記録媒体１０とが接触しないように、ギャップ制御とＳＩＬ等の傾き制御を同時に行うことが可能であるが、ＳＩＬ等の近接場光照射部２６を光記録媒体１０に接近させる際の接触も回避する必要がある。
このために、例えばＳＩＬを光記録媒体に接近させる際、すなわち前述の図６におけるギャップ信号変化量の変化を示す図において、横軸の右から左へ移動する際に、前述の図１に示す本発明構成の光記録再生装置において、第２の受光部２８において検出した信号、ＧＥ１１、ＧＥＳ１２、ＧＥＳ２１、ＧＥＳ２２の例えば４つの信号のうち、最も早く信号レベルが下がった信号を用いてまずギャップ制御を行い、その後にＳＩＬ等の近接場光照射部の傾き制御を行うことによって、このような記録及び／又は再生を行う際の接触も回避することができる。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、戻り光の分布を分割して複数のギャップ検出信号を得て、それらの信号の差分をＳＩＬ等の近接場光照射部の表面と光記録媒体の表面との傾きを検出する信号として用い、これに基づいて近接場光照射部の傾きを制御することによって近接場光照射部と光記録媒体との接触を回避して、安定したニアフィールド光記録再生による高密度記録再生を行うことが可能な、信頼性の高い光記録再生装置、光記録再生方法を提供することができる。
【００４７】
なお、本発明による光記録再生装置、光記録再生方法及びスキュー検出方法は、上述の各例に限定されるものではなく、例えば近接場光照射部として、上述のＳＩＬのほか、ＳＩＭ（Solid Immersion Mirror）を用いることも可能であり、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による光記録再生装置の一実施形態例の概略構成図である。
【図２】本発明による光記録再生装置の一実施形態例において検出されるギャップエラー信号量のギャップに対する変化の一例を示す図である。
【図３】本発明による光記録再生装置の一実施形態例における戻り光量の分布の一例を示す図である。
【図４】本発明による光記録再生方法の説明に供する概略断面構成図である。
【図５】本発明による光記録再生装置の一実施形態例における戻り光量の分布の一例を示す図である。
【図６】本発明による光記録再生装置の一実施形態例において検出されるギャップエラー信号量のギャップに対する変化の一例を示す図である。
【図７】本発明による光記録再生装置の一実施形態例の要部の概略構成図である。
【図８】本発明による光記録再生装置の一実施形態例の要部の概略構成図である。
【図９】本発明による光記録再生装置の一実施形態例の概略構成図である。
【図１０】本発明による光記録再生装置に利用可能な分離部の一例の概略平面構成図である。
【図１１】本発明による光記録再生装置の一実施形態例の概略構成図である。
【図１２】近接場光を用いる光記録媒体の一例の概略断面構成図である。
【図１３】近接場光を用いる光記録媒体の一例の概略断面構成図である。
【図１４】近接場光を用いる光記録媒体の一例の概略断面構成図である。
【図１５】近接場光を用いる光記録媒体の一例の概略断面構成図である。
【図１６】Ａは近接場光を用いた光記録媒体と近接場光照射部とのギャップを示す概構成図である。Ｂは近接場光を用いた光記録媒体におけるギャップと戻り光量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１．基板、２．反射層、３．誘電体層、４．相変化材料層、５．誘電体層、６．均質層、８．保護層、９．記録面、１０．光記録媒体、２０．光源、２１．コリメータレンズ、２２．ビームスプリッタ、２３．偏光ビームスプリッタ、２４．１／４波長板、２５．光学レンズ、２６．近接場光照射部、２７．第１の受光部、２８．第２の受光部、２９.制御部、３０．駆動制御部、３１．駆動部、３２．分離光学素子、３３．光学レンズ、２３．光学レンズ、３５．光分離部、４０．光源、４１．光路合成部
【図１】
2006344351.tif 000004
【図２】
2006344351.tif 000005
【図４】
2006344351.tif 000006
【図６】
2006344351.tif 000007
【図７】
2006344351.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006344351.tif 000016
【図１６】
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【図３】
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【図５】
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